Amine sind organische Derivate von Ammoniak, die eine NH 2 -Aminogruppe und einen organischen Rest enthalten. Im Allgemeinen handelt es sich bei einer Aminformel um eine Ammoniakformel, bei der die Wasserstoffatome durch einen Kohlenwasserstoffrest ersetzt wurden.

Einstufung

• Basierend darauf, wie viele Wasserstoffatome in Ammoniak durch ein Radikal ersetzt werden, werden primäre Amine (ein Atom), sekundäre und tertiäre Amine unterschieden. Radikale können vom gleichen oder unterschiedlichen Typ sein.
• Ein Amin kann mehr als eine Aminogruppe enthalten. Nach diesem Merkmal werden sie in Mono-, Di-, Tri-, ... Polyamine unterteilt.
• Basierend auf der Art der mit dem Stickstoffatom verbundenen Radikale gibt es aliphatische (keine zyklische Ketten enthaltende), aromatische (enthaltend einen Ring, das bekannteste ist Anilin mit einem Benzolring), gemischte (fettaromatische, enthaltende zyklische und nicht- zyklische Radikale).

Eigenschaften

Abhängig von der Länge der Atomkette im organischen Rest können Amine gasförmig (Tri-, Di-, Methylamin, Ethylamin), flüssig oder fest sein. Je länger die Kette, desto härter die Substanz. Die einfachsten Amine sind wasserlöslich, aber wenn wir zu komplexeren Verbindungen übergehen, nimmt die Wasserlöslichkeit ab.

Gasförmige und flüssige Amine sind Stoffe mit ausgeprägtem Ammoniakgeruch. Feste sind praktisch geruchlos.

Amine zeigen chemische Reaktionen starke basische Eigenschaften; durch Wechselwirkung mit anorganischen Säuren werden Alkylammoniumsalze erhalten. Die Reaktion mit salpetriger Säure ist für diese Verbindungsklasse qualitativ. Bei einem primären Amin entstehen Alkohol und Stickstoffgas, bei einem sekundären Amin ein unlöslicher gelber Niederschlag mit ausgeprägtem Nitrosodimethylamin-Geruch; mit tertiär findet die Reaktion nicht statt.

Sie reagieren mit Sauerstoff (Brennen in der Luft), Halogenen, Carbonsäuren und deren Derivaten, Aldehyden, Ketonen.

Mit wenigen Ausnahmen sind fast alle Amine giftig. So dringt der berühmteste Vertreter dieser Klasse, Anilin, leicht in die Haut ein, oxidiert Hämoglobin, schwächt das Zentralnervensystem, stört den Stoffwechsel, was sogar zum Tod führen kann. Giftig für Menschen und Dämpfe.

Anzeichen einer Vergiftung:

- Kurzatmigkeit,
- Blaufärbung der Nase, Lippen, Fingerspitzen,
- schnelle Atmung und erhöhter Herzschlag, Bewusstlosigkeit.

Erste Hilfe:

- das chemische Reagenz mit Watte und Alkohol abwaschen,
- Zugang zu ermöglichen saubere Luft,
- Rufen Sie einen Krankenwagen.

Anwendung

— Als Härter für Epoxidharze.

— Als Katalysator in der chemischen Industrie und Metallurgie.

— Rohstoffe für die Herstellung von Polyamid-Kunstfasern, zum Beispiel Nylon.

— Zur Herstellung von Polyurethanen, Polyurethanschäumen, Polyurethanklebstoffen.

— Das Ausgangsprodukt zur Herstellung von Anilin ist die Grundlage für Anilinfarbstoffe.

- Für die Produktion Medikamente.

— Zur Herstellung von Phenol-Formaldehyd-Harzen.

— Zur Synthese von Repellentien, Fungiziden, Insektiziden, Pestiziden, Mineraldüngern, Gummivulkanisationsbeschleunigern, Korrosionsschutzreagenzien und Pufferlösungen.

— Als Zusatz zu Motorölen und Kraftstoffen, Trockenkraftstoff.

— Zur Herstellung lichtempfindlicher Materialien.

— Hexamin wird verwendet als Nahrungsergänzungsmittel, sowie ein Inhaltsstoff in Kosmetika.

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Methylamin

Primäres aliphatisches Amin. Es ist ein gefragter Rohstoff für die Herstellung von Medikamenten, Farbstoffen und Pestiziden.

Diethylamin

Sekundäres Amin. Es wird als Ausgangsprodukt bei der Herstellung von Pestiziden, Arzneimitteln (z. B. Novocain), Farbstoffen, Repellentien, Kraftstoffzusätzen und Motorölen verwendet. Daraus werden Reagenzien zum Korrosionsschutz, zur Erzanreicherung, zur Aushärtung von Epoxidharzen und zur Beschleunigung von Vulkanisationsprozessen hergestellt.

Triethylamin

Tertiäres Amin. Wird in der chemischen Industrie als Katalysator bei der Herstellung von Gummi verwendet. Epoxidharze, Polyurethanschäume. In der Metallurgie dient es als Härtungskatalysator bei nichtbrennenden Prozessen. Rohstoffe in der organischen Synthese von Arzneimitteln, Mineraldüngern, Unkrautbekämpfungsmitteln, Farben.

1-Butylamin

Tert-Butylamin, eine Verbindung, in der eine organische Tert-Butylgruppe an Stickstoff gebunden ist. Die Substanz wird bei der Synthese von Gummivulkanisationsverstärkern, Medikamenten, Farbstoffen, Tanninen, Unkraut- und Insektenbekämpfungsmitteln verwendet.

Hexamin (Hexamin)

Polyzyklisches Amin. Ein in der Wirtschaft gefragter Stoff. Verwendung als Lebensmittelzusatzstoff, Arzneimittel- und Arzneimittelkomponente, Inhaltsstoff in Kosmetika, Pufferlösungen für die analytische Chemie; als Trockenbrennstoff, Härter für Polymerharze, bei der Synthese von Phenol-Formaldehyd-Harzen, Fungiziden, Sprengstoffen und Korrosionsschutzmitteln.

Chemische Eigenschaften Amine

Da Amine als Derivate des Ammoniaks eine ähnliche Struktur haben (d. h. sie haben ein freies Elektronenpaar im Stickstoffatom), weisen sie ähnliche Eigenschaften auf. Diese. Amine sind wie Ammoniak Basen, da das Stickstoffatom über einen Donor-Akzeptor-Mechanismus (entsprechend der Lewis-Definition von Basizität) ein Elektronenpaar zur Bildung von Bindungen mit elektronenarmen Spezies bereitstellen kann.

I. Eigenschaften von Aminen als Basen (Protonenakzeptoren)

1. Wässrige Lösungen aliphatischer Amine reagieren alkalisch, weil Bei der Wechselwirkung mit Wasser entstehen Alkylammoniumhydroxide, ähnlich wie Ammoniumhydroxid:

CH 3 NH 2 + H 2 O CH 3 NH 3 + + OH −

Anilin reagiert praktisch nicht mit Wasser.

Wässrige Lösungen sind alkalisch:

Die Protonenbindung mit einem Amin wird wie bei Ammoniak durch einen Donor-Akzeptor-Mechanismus aufgrund des freien Elektronenpaars des Stickstoffatoms gebildet.

Aliphatische Amine sind stärkere Basen als Ammoniak, weil Alkylradikale erhöhen durch + die Elektronendichte am Stickstoffatom ICH-Wirkung. Aus diesem Grund wird das Elektronenpaar des Stickstoffatoms weniger festgehalten und interagiert leichter mit dem Proton.

2. Bei der Wechselwirkung mit Säuren bilden Amine Salze:

C 6 H 5 NH 2 + HCl → (C 6 H 5 NH 3) Cl

Phenylammoniumchlorid

2CH 3 NH 2 + H 2 SO 4 → (CH 3 NH 3) 2 SO 4

Methylammoniumsulfat

Aminsalze sind Feststoffe, die in Wasser gut löslich und in unpolaren Flüssigkeiten schlecht löslich sind. Bei der Reaktion mit Alkalien werden freie Amine freigesetzt:

Aromatische Amine sind schwächere Basen als Ammoniak, da das freie Elektronenpaar des Stickstoffatoms in Richtung des Benzolrings verschoben wird und mit den π-Elektronen des aromatischen Rings konjugiert, wodurch die Elektronendichte am Stickstoffatom verringert wird (-M-Effekt). Im Gegenteil ist die Alkylgruppe ein guter Donor der Elektronendichte (+I-Effekt).

oder

Eine Abnahme der Elektronendichte am Stickstoffatom führt zu einer Abnahme der Fähigkeit, Protonen aus schwachen Säuren zu abstrahieren. Daher interagiert Anilin nur mit starken Säuren (HCl, H 2 SO 4) und seine wässrige Lösung färbt Lackmus nicht blau.

Das Stickstoffatom in Aminmolekülen verfügt über ein freies Elektronenpaar, das nach dem Donor-Akzeptor-Mechanismus an der Bildung von Bindungen beteiligt sein kann.

Anilinammoniak, primäres Amin, sekundäres Amin, tertiäres Amin

die Elektronendichte am Stickstoffatom nimmt zu.

Aufgrund des Vorhandenseins eines freien Elektronenpaars in den Molekülen weisen Amine wie Ammoniak grundlegende Eigenschaften auf.

Anilin, Ammoniak, primäres Amin, sekundäres Amin

Durch den Einfluss der Art und Anzahl der Radikale werden die Grundeigenschaften verstärkt.

C6H5NH2< NH 3 < RNH 2 < R 2 NH < R 3 N (в газовой фазе)

II. Aminoxidation

Amine, insbesondere aromatische, werden an der Luft leicht oxidiert. Im Gegensatz zu Ammoniak können sie sich an einer offenen Flamme entzünden. Aromatische Amine oxidieren spontan an der Luft. So wird Anilin an der Luft durch Oxidation schnell braun.

4СH 3 NH 2 + 9O 2 → 4CO 2 + 10H 2 O + 2N 2

4C 6 H 5 NH 2 + 31O 2 → 24CO 2 + 14H 2 O + 2N 2

III. Wechselwirkung mit salpetriger Säure

Salpetrige Säure HNO 2 ist eine instabile Verbindung. Daher wird es nur zum Zeitpunkt der Auswahl verwendet. HNO 2 entsteht wie alle schwachen Säuren durch die Einwirkung seines Salzes (Nitrit) mit einer starken Säure:

KNO 2 + HCl → HNO 2 + KCl

oder NO 2 − + H + → HNO 2

Die Struktur der Reaktionsprodukte mit salpetriger Säure hängt von der Art des Amins ab. Daher wird diese Reaktion zur Unterscheidung zwischen primären, sekundären und tertiären Aminen verwendet.

· Primäre aliphatische Amine bilden mit HNO 2 Alkohole:

R-NH 2 + HNO 2 → R-OH + N 2 + H 2 O

• Von großer Bedeutung ist die Reaktion der Diazotierung primärer aromatischer Amine unter Einwirkung von salpetriger Säure, die durch die Reaktion von Natriumnitrit mit erhalten wird Salzsäure. Und anschließend entsteht Phenol:

· Sekundäre Amine (aliphatische und aromatische) werden unter dem Einfluss von HNO 2 in N-Nitroso-Derivate (Stoffe mit charakteristischem Geruch) umgewandelt:

R 2 NH + H-O-N=O → R 2 N-N=O + H 2 O

Alkylnitrosamin

· Die Reaktion mit tertiären Aminen führt zur Bildung instabiler Salze und hat keine praktische Bedeutung.

IV. Besondere Eigenschaften:

1. Bildung komplexer Verbindungen mit Übergangsmetallen:

2. Addition von Alkylhalogeniden Amine addieren Halogenalkane zu einem Salz:

Durch Behandlung des resultierenden Salzes mit Alkali erhalten Sie ein freies Amin:

V. Aromatische elektrophile Substitution in aromatischen Aminen (Reaktion von Anilin mit Bromwasser oder Salpetersäure):

In aromatischen Aminen erleichtert die Aminogruppe die Substitution an den ortho- und para-Positionen des Benzolrings. Daher erfolgt die Anilinhalogenierung schnell und ohne Katalysatoren, und drei Wasserstoffatome des Benzolrings werden gleichzeitig ersetzt und es fällt ein weißer Niederschlag aus 2,4,6-Tribromanilin aus:

Diese Reaktion mit Bromwasser wird als qualitative Reaktion für Anilin genutzt.

Diese Reaktionen (Bromierung und Nitrierung) produzieren überwiegend ortho- Und Paar- Derivate.

4. Methoden zur Herstellung von Aminen.

1. Hoffmann-Reaktion. Eine der ersten Methoden zur Herstellung primärer Amine war die Alkylierung von Ammoniak mit Alkylhalogeniden:

Das ist nicht das Meiste beste Methode, da das Ergebnis ein Gemisch aus Aminen aller Substitutionsgrade ist:

usw. Als Alkylierungsmittel können nicht nur Alkylhalogenide, sondern auch Alkohole wirken. Dazu wird eine Mischung aus Ammoniak und Alkohol bei hoher Temperatur über Aluminiumoxid geleitet.

2. Zinins Reaktion- eine bequeme Möglichkeit, aromatische Amine durch Reduktion aromatischer Nitroverbindungen zu erhalten. Als Reduktionsmittel werden verwendet: H 2 (an einem Katalysator). Manchmal entsteht Wasserstoff direkt zum Zeitpunkt der Reaktion, wofür Metalle (Zink, Eisen) mit verdünnter Säure behandelt werden.

2HCl + Fe (Chips) → FeCl 2 + 2H

C 6 H 5 NO 2 + 6[H] C 6 H 5 NH 2 + 2H 2 O.

In der Industrie findet diese Reaktion statt, wenn Nitrobenzol in Gegenwart von Eisen mit Dampf erhitzt wird. Im Labor entsteht Wasserstoff „im Moment der Freisetzung“ durch die Reaktion von Zink mit Alkali oder Eisen mit Salzsäure. Im letzteren Fall entsteht Aniliniumchlorid.

3. Reduktion von Nitrilen. Verwenden Sie LiAlH 4:

4. Enzymatische Decarboxylierung von Aminosäuren:

5. Verwendung von Aminen.

Amine werden in der pharmazeutischen Industrie und in der organischen Synthese verwendet (CH 3 NH 2, (CH 3) 2 NH, (C 2 H 5) 2 NH usw.); bei der Herstellung von Nylon (NH 2 -(CH 2) 6 -NH 2 - Hexamethylendiamin); als Rohstoff für die Herstellung von Farbstoffen und Kunststoffen (Anilin) ​​sowie Pestiziden.

Liste der verwendeten Quellen:

1. O.S. Gabrielyan et al. Chemie. 10. Klasse. Profilniveau: Lehrbuch für allgemeinbildende Einrichtungen; Bustard, Moskau, 2005;
2. „Chemielehrer“, herausgegeben von A. S. Egorov; „Phoenix“, Rostow am Don, 2006;
3. G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. Chemie 10. Klasse M., Bildung, 2001;
4. https://www.calc.ru/Aminy-Svoystva-Aminov.html
5. http://www.yaklass.ru/materiali?mode=lsntheme&themeid=144
6. http://www.chemel.ru/2008-05-24-19-21-00/2008-06-01-16-50-05/193-2008-06-30-20-47-29.html
7. http://cnit.ssau.ru/organics/chem5/n232.htm

Amine kamen völlig unerwartet in unser Leben. Bis vor Kurzem handelte es sich dabei um giftige Substanzen, deren Kollision zum Tod führen konnte. Und jetzt, anderthalb Jahrhunderte später, verwenden wir aktiv synthetische Fasern, Stoffe, Baumaterialien und Farbstoffe auf Aminbasis. Nein, sie sind nicht sicherer geworden, die Menschen konnten sie einfach „zähmen“ und unterwerfen und daraus gewisse Vorteile für sich ziehen. Wir werden weiter darüber reden, welches.

Definition

Zur qualitativen und quantitativen Bestimmung von Anilin in Lösungen oder Verbindungen wird eine Reaktion verwendet, an deren Ende ein weißer Niederschlag in Form von 2,4,6-Tribromanilin auf den Boden des Reagenzglases fällt.

Amine in der Natur

Amine kommen überall in der Natur in Form von Vitaminen, Hormonen und Stoffwechselzwischenprodukten vor; sie kommen sowohl im Körper von Tieren als auch in Pflanzen vor. Darüber hinaus entstehen beim Zerfall lebender Organismen auch mittlere Amine, die im flüssigen Zustand einen unangenehmen Geruch von Heringslake verströmen. Das in der Literatur vielfach beschriebene „Leichengift“ entstand gerade dank des spezifischen Bernsteins von Aminen.

Lange Zeit wurden die von uns in Betracht gezogenen Stoffe aufgrund ihres ähnlichen Geruchs mit Ammoniak verwechselt. Doch Mitte des 19. Jahrhunderts gelang es dem französischen Chemiker Wurtz, Methylamin und Ethylamin zu synthetisieren und nachzuweisen, dass sie bei der Verbrennung Kohlenwasserstoffe freisetzen. Es war grundlegender Unterschied genannten Verbindungen aus Ammoniak.

Herstellung von Aminen unter industriellen Bedingungen

Da sich das Stickstoffatom in Aminen in der niedrigsten Oxidationsstufe befindet, ist die Reduktion stickstoffhaltiger Verbindungen am einfachsten und anspruchsvollsten auf zugängliche Weise sie zu empfangen. Dieser Typ wird aufgrund seiner geringen Kosten häufig in der industriellen Praxis eingesetzt.

Die erste Methode ist die Reduktion von Nitroverbindungen. Die Reaktion, bei der Anilin entsteht, wurde nach dem Wissenschaftler Zinin benannt und erstmals Mitte des 19. Jahrhunderts durchgeführt. Die zweite Methode besteht darin, Amide mithilfe von Lithiumaluminiumhydrid zu reduzieren. Primäre Amine können auch aus Nitrilen gewonnen werden. Die dritte Möglichkeit sind Alkylierungsreaktionen, also die Einführung von Alkylgruppen in Ammoniakmoleküle.

Anwendung von Aminen

Von alleine, in der Form reine Substanzen, Amine werden selten verwendet. Eines der seltenen Beispiele ist Polyethylenpolyamin (PEPA), das unter häuslichen Bedingungen die Aushärtung von Epoxidharz erleichtert. Grundsätzlich ist ein primäres, tertiäres oder sekundäres Amin ein Zwischenprodukt bei der Herstellung verschiedener organische Substanz. Am beliebtesten ist Anilin. Es ist die Basis einer großen Palette an Anilinfarbstoffen. Welche Farbe man am Ende erhält, hängt direkt vom gewählten Rohstoff ab. Reines Anilin erzeugt eine blaue Farbe, eine Mischung aus Anilin, Ortho- und Para-Toluidin ergibt jedoch eine rote Farbe.

Aliphatische Amine werden zur Herstellung von Polyamiden wie Nylon und anderen benötigt. Sie werden im Maschinenbau sowie bei der Herstellung von Seilen, Stoffen und Folien eingesetzt. Darüber hinaus werden aliphatische Diisocyanate bei der Herstellung von Polyurethanen eingesetzt. Aufgrund ihrer außergewöhnlichen Eigenschaften (Leichtigkeit, Festigkeit, Elastizität und Haftfähigkeit auf jeder Oberfläche) sind sie im Baugewerbe (Schaum, Kleber) und in der Schuhindustrie (rutschhemmende Sohlen) gefragt.

Die Medizin ist ein weiterer Bereich, in dem Amine eingesetzt werden. Die Chemie hilft, daraus Antibiotika aus der Sulfonamidgruppe zu synthetisieren, die erfolgreich als Zweitlinienmedikamente, also als Backup, eingesetzt werden. Falls Bakterien Resistenzen gegen lebenswichtige Medikamente entwickeln.

Schädliche Auswirkungen auf den menschlichen Körper

Es ist bekannt, dass Amine sehr schädlich sind giftige Substanzen. Jede Interaktion mit ihnen kann gesundheitsschädlich sein: Einatmen von Dämpfen, Kontakt mit offener Haut oder Aufnahme von Verbindungen in den Körper. Der Tod erfolgt durch Sauerstoffmangel, da Amine (insbesondere Anilin) ​​an Hämoglobin im Blut binden und es daran hindern, Sauerstoffmoleküle einzufangen. Alarmierende Symptome sind Atemnot, Blaufärbung des Nasolabialdreiecks und der Fingerspitzen, Tachypnoe (schnelles Atmen), Tachykardie, Bewusstlosigkeit.

Gelangen diese Stoffe auf bloße Körperstellen, müssen Sie diese schnell mit einem zuvor in Alkohol getränkten Wattebausch entfernen. Dies muss so sorgfältig wie möglich erfolgen, um den Kontaminationsbereich nicht zu vergrößern. Treten Vergiftungserscheinungen auf, sollten Sie unbedingt einen Arzt aufsuchen.

Aliphatische Amine sind Gift für das Nerven- und Herz-Kreislauf-System. Sie können eine Beeinträchtigung der Leberfunktion, Leberdystrophie und sogar Blasenkrebs verursachen.

I. Entsprechend der Anzahl der Kohlenwasserstoffreste im Aminmolekül:

Primäre Amine R-NH 2

(Derivate von Kohlenwasserstoffen, bei denen das Wasserstoffatom durch eine Aminogruppe -NH 2 ersetzt ist),

Sekundäre Amine R-NH-R"

II. Nach der Struktur des Kohlenwasserstoffrestes:

Aliphatisch, zum Beispiel: C 2 H 5 -NH 2 Ethylamin

Ultimative primäre Amine

Allgemeine Formel C n H 2n+1 NH 2 (n ≥ 1); oder C n H 2n+3 N (n ≥ 1)

Nomenklatur

Die Namen von Aminen (insbesondere sekundären und tertiären) werden üblicherweise nach der radikalfunktionellen Nomenklatur angegeben, wobei die Radikale in alphabetischer Reihenfolge aufgeführt und der Name der Klasse – Amin – hinzugefügt werden. Die Namen primärer Amine gemäß der Substitutionsnomenklatur setzen sich aus dem Namen des Ausgangskohlenwasserstoffs und dem Suffix Amin zusammen.

CH 3 -NH 2 Methanamin (Methylamin)

CH 3 -CH 2 -NH 2 Ethanamin (Ethylamin)

Als primäre Amine werden oft Derivate von Kohlenwasserstoffen bezeichnet, in deren Molekülen ein oder mehrere Wasserstoffatome durch NH 2 -Aminogruppen ersetzt sind. Die Aminogruppe gilt als Substituent und ihre Position wird durch eine Zahl am Anfang des Namens angegeben. Zum Beispiel:

H 2 N-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -NH 2 1,4-Diaminobutan.

Anilin (Phenylamin) C 6 H 5 NH 2 wird nach dieser Methode Aminobenzol genannt.

Homologe Reihe gesättigter Amine

CH 3 NH 2 – Methylamin (primäres Amin), (CH 3) 2 NH – Dimethylamin (sekundäres Amin), (CH 3) 3 N – Trimethylamin (tertiäres Amin) usw.

Isomerie

Strukturisomerie

Kohlenstoffgerüst, beginnend mit C 4 H 9 NH 2:

Die Positionen der Aminogruppe, beginnend mit C 3 H 7 NH 2:

Isomerie der Aminogruppe verbunden mit einer Änderung des Substitutionsgrades von Wasserstoffatomen durch Stickstoff:

Raumisomerie

Optische Isomerie ist möglich, beginnend mit C 4 H 9 NH 2:

Optische (Spiegel-)Isomere sind räumliche Isomere, deren Moleküle wie ein Objekt und ein inkompatibles Spiegelbild miteinander in Beziehung stehen (wie linke und rechte Hand).

Physikalische Eigenschaften

Niedriger limitierende Amine sind gasförmige Substanzen; die mittleren Mitglieder der homologen Reihe sind Flüssigkeiten; Höhere Amine sind Feststoffe. Methylamin riecht nach Ammoniak, andere niedere Amine haben einen scharfen, unangenehmen Geruch, der an den Geruch von Heringslake erinnert.

Niedere Amine sind in Wasser gut löslich; mit zunehmendem Kohlenwasserstoffradikal nimmt die Löslichkeit der Amine ab. Amine entstehen beim Zerfall proteinhaltiger organischer Rückstände. Im menschlichen und tierischen Körper werden aus Aminosäuren eine Reihe von Aminen gebildet (biogene Amine).

Chemische Eigenschaften

Amine weisen wie Ammoniak ausgeprägte Baseneigenschaften auf, was auf das Vorhandensein eines Stickstoffatoms mit einem freien Elektronenpaar in den Aminmolekülen zurückzuführen ist.

1. Wechselwirkung mit Wasser

Lösungen von Aminen in Wasser reagieren alkalisch.

2. Wechselwirkung mit Säuren (Salzbildung)

Unter Einwirkung von Alkalien werden Amine aus ihren Salzen freigesetzt:

Cl + NaOH → CH 3 CH 2 NH 2 + NaCl + H 2 O

3. Verbrennung von Aminen

4CH 3 NH 2 + 9O 2 → 4CO 2 + 10H 2 O + 2N 2

4. Reaktion mit salpetriger Säure (Unterschied zwischen primären Aminen und sekundären und tertiären Aminen)

Unter dem Einfluss von HNO 2 werden primäre Amine unter Freisetzung von Stickstoff in Alkohole umgewandelt:

C 2 H 5 NH 2 + HNO 2 → C 2 H 5 OH + N 2 + H 2 O

Methoden zur Beschaffung

1. Wechselwirkung von Haloalkanen mit Ammoniak

CH 3 Br + 2NH 3 → CH 3 NH 2 + NH 4 Br

2. Wechselwirkung von Alkoholen mit Ammoniak

(In der Praxis erzeugen diese Reaktionen eine Mischung aus primären, sekundären, tertiären Aminen und einem quartären Ammoniumbasensalz.)

Die Einteilung der Amine ist vielfältig und richtet sich danach, welches Strukturmerkmal zugrunde gelegt wird.

Abhängig von der Anzahl der mit dem Stickstoffatom verbundenen organischen Gruppen gibt es:

primäre Amine eine organische Gruppe am Stickstoff RNH 2

sekundäre Amine zwei organische Gruppen am Stickstoff R 2 NH, organische Gruppen können unterschiedlich sein R „R“ NH

tertiäre Amine drei organische Gruppen am Stickstoff R 3 N oder R"R"R""N

Basierend auf der Art der mit Stickstoff verbundenen organischen Gruppe werden aliphatische CH 3 N6H 5 N unterschieden

Basierend auf der Anzahl der Aminogruppen im Molekül werden Amine in Monoamine CH 3 NH 2, Diamine H 2 N(CH 2) 2 NH 2, Triamine usw. unterteilt.

Nomenklatur der Amine.

Das Wort „Amin“ wird dem Namen organischer Gruppen hinzugefügt, die mit Stickstoff verbunden sind, und die Gruppen werden in alphabetischer Reihenfolge aufgeführt, zum Beispiel CH 3 NHC 3 H 7 Methylpropylamin, CH 3 N (C 6 H 5) 2 Methyldiphenylamin. Die Regeln erlauben auch die Zusammensetzung des Namens auf Basis eines Kohlenwasserstoffs, bei dem die Aminogruppe als Substituent gilt. In diesem Fall wird seine Position mit einem numerischen Index angegeben: C 5 H 3 C 4 H 2 C 3 H (NH 2) C 2 H 2 C 1 H 3 3-Aminopentan (obere numerische Indizes). von blauer Farbe geben die Nummerierungsreihenfolge der Atome C an). Für einige Amine sind triviale (vereinfachte) Namen erhalten geblieben: C 6 H 5 NH 2 Anilin (der Name gemäß den Nomenklaturregeln ist Phenylamin).

In einigen Fällen werden etablierte Namen verwendet, bei denen es sich um verzerrte korrekte Namen handelt: H 2 NCH 2 CH 2 OH Monoethanolamin (richtig 2-Aminoethanol); (OHCH 2 CH 2) 2 NH Diethanolamin, der korrekte Name ist Bis(2-hydroxyethyl)amin. Triviale, verzerrte und systematische (nach den Regeln der Nomenklatur zusammengestellte) Namen kommen in der Chemie häufig nebeneinander vor.

Physikalische Eigenschaften von Aminen.

Die ersten Vertreter einer Reihe von Aminen Methylamin CH 3 NH 2, Dimethylamin (CH 3) 2 NH, Trimethylamin (CH 3) 3 N und Ethylamin C 2 H 5 NH 2 sind bei Raumtemperatur gasförmig, dann mit zunehmender Zahl von Atomen in R werden Amine zu Flüssigkeiten, und zwar mit einer Zunahme der Kettenlänge R auf 10 C-Atome kristalline Substanzen. Die Löslichkeit von Aminen in Wasser nimmt mit zunehmender Kettenlänge R und zunehmender Zahl der mit Stickstoff verbundenen organischen Gruppen ab (Übergang zu sekundären und tertiären Aminen). Der Geruch von Aminen ähnelt dem von Ammoniak; höhere Amine (mit großem R) sind praktisch geruchlos.

Chemische Eigenschaften von Aminen.

Die besondere Fähigkeit von Aminen, neutrale Moleküle (z. B. Halogenwasserstoffe HHal) unter Bildung von Organoammoniumsalzen zu binden, ähnlich den Ammoniumsalzen in der anorganischen Chemie. Um eine neue Bindung zu bilden, stellt Stickstoff ein freies Elektronenpaar zur Verfügung, das als Donor fungiert. Das an der Bindungsbildung beteiligte H+-Proton (aus dem Halogenwasserstoff) spielt die Rolle eines Akzeptors (Empfängers), eine solche Bindung wird Donor-Akzeptor genannt (Abb. 1). Die resultierende kovalente NH-Bindung ist völlig äquivalent die im Amin vorhandenen NH-Bindungen.

Tertiäre Amine fügen ebenfalls HCl hinzu, aber wenn das resultierende Salz in einer sauren Lösung erhitzt wird, zersetzt es sich und R wird vom N-Atom abgespalten:

(C 2 H 5) 3 N+ HCl ® [(C 2 H 5) 3 N H]Cl

[(C 2 H 5) 3 N H]Cl ® (C 2 H 5) 2 N H + C 2 H 5 Cl

Beim Vergleich dieser beiden Reaktionen wird deutlich, dass die C 2 H 5-Gruppe und H scheinbar die Plätze tauschen, wodurch aus einem tertiären Amin ein sekundäres Amin entsteht.

Beim Auflösen in Wasser fangen Amine auf die gleiche Weise ein Proton ein, wodurch OH-Ionen in der Lösung entstehen, was der Bildung einer alkalischen Umgebung entspricht, die mit herkömmlichen Indikatoren nachgewiesen werden kann.

C2H5 N H 2 + H 2 O ® + + OH

Durch die Bildung einer Donor-Akzeptor-Bindung können Amine nicht nur HCl, sondern auch Haloalkyl RCl anlagern und so eine neue NR-Bindung bilden, die ebenfalls den bestehenden äquivalent ist. Wenn wir ein tertiäres Amin als Ausgangsmaterial nehmen, erhalten wir ein Tetraalkylammoniumsalz (vier R-Gruppen an einem N-Atom):

(C 2 H 5) 3 N+ C 2 H 5 I ® [(C 2 H 5) 4 N]ICH

Diese Salze lösen sich in Wasser und einigen organischen Lösungsmitteln auf, dissoziieren (zerfallen) und bilden Ionen:

[(C 2 H 5) 4 N]I ® [(C 2 H 5) 4 N] + + I

Solche Lösungen leiten wie alle ionenhaltigen Lösungen elektrischen Strom. In Tetraalkylammoniumsalzen kann das Halogen durch eine HO-Gruppe ersetzt werden:

[(CH 3) 4 N]Cl + AgOH ® [(CH 3) 4 N]OH + AgCl

Das resultierende Tetramethylammoniumhydroxid ist eine starke Base mit alkaliähnlichen Eigenschaften.

Primäre und sekundäre Amine reagieren mit salpetriger Säure HON=O, aber sie reagieren auf verschiedene Arten. Aus primären Aminen entstehen primäre Alkohole:

C2H5 N H2+H N O 2 ® C 2 H 5 OH + N 2 +H 2 O

Im Gegensatz zu primären Aminen bilden sekundäre Amine mit salpetriger Säure gelbe, schwerlösliche Nitrosamine – Verbindungen, die das Fragment >NN = O enthalten:

(C 2 H 5) 2 N H+H N O 2 ® (C 2 H 5) 2 N– N=O + H2O

Tertiäre Amine reagieren bei normalen Temperaturen nicht mit salpetriger Säure, daher ist salpetrige Säure ein Reagens, das die Unterscheidung zwischen primären, sekundären und tertiären Aminen ermöglicht.

Bei der Kondensation von Aminen mit Carbonsäuren entstehen Säureamide – Verbindungen mit dem C(O)N-Fragment

Die Kondensation von Aminen mit Aldehyden und Ketonen führt zur Bildung sogenannter Schiff-Basen – Verbindungen, die das N=C2-Fragment enthalten.

Wenn primäre Amine mit Phosgen Cl 2 C=O interagieren, entstehen Verbindungen mit der N=C=O-Gruppe, sogenannte Isocyanate (Abb. 2D, Herstellung einer Verbindung mit zwei Isocyanatgruppen).

Unter den aromatischen Aminen ist Anilin (Phenylamin) C 6 H 5 NH 2 das bekannteste. Seine Eigenschaften ähneln aliphatischen Aminen, seine Basizität ist jedoch weniger ausgeprägt; in wässrigen Lösungen bildet es kein alkalisches Milieu. Wie aliphatische Amine kann es mit starken Mineralsäuren Ammoniumsalze [C 6 H 5 NH 3 ] + Cl bilden. Wenn Anilin mit salpetriger Säure reagiert (in Gegenwart von HCl), entsteht eine Diazoverbindung, die das RN=N-Fragment enthält, und zwar in Form eines ionischen Salzes, das als Diazoniumsalz bezeichnet wird (Abb. 3A). Somit verläuft die Wechselwirkung mit salpetriger Säure nicht in der gleichen Weise wie bei aliphatischen Aminen. Der Benzolring in Anilin weist eine für aromatische Verbindungen charakteristische Reaktivität auf ( cm. AROMATIZITÄT), während der Halogenierung entstehen Wasserstoffatome ortho- Und Paar-Positionen zur Aminogruppe werden ersetzt, was zu Chloranilinen mit unterschiedlichem Substitutionsgrad führt (Abb. 3B). Die Einwirkung von Schwefelsäure führt zur Sulfonierung Paar-Stellung zur Aminogruppe entsteht die sogenannte Sulfanilsäure (Abb. 3B).

Herstellung von Aminen.

Wenn Ammoniak mit Haloalkylen wie RCl reagiert, entsteht eine Mischung aus primären, sekundären und tertiären Aminen. Das resultierende HCl-Nebenprodukt verbindet sich mit Aminen und bildet ein Ammoniumsalz. Wenn jedoch ein Überschuss an Ammoniak vorhanden ist, zersetzt sich das Salz, sodass der Prozess zur Bildung quartärer Ammoniumsalze übergehen kann (Abb. 4A). Im Gegensatz zu aliphatischen Alkylhalogeniden reagieren Arylhalogenide, beispielsweise C 6 H 5 Cl, nur sehr schwer mit Ammoniak; die Synthese ist nur mit kupferhaltigen Katalysatoren möglich. In der Industrie werden aliphatische Amine durch katalytische Wechselwirkung von Alkoholen mit NH 3 bei 300–500 °C und einem Druck von 1–20 MPa gewonnen, wodurch ein Gemisch aus primären, sekundären und tertiären Aminen entsteht (Abb. 4B).

Wenn Aldehyde und Ketone mit dem Ammoniumsalz der Ameisensäure HCOONH 4 interagieren, entstehen primäre Amine (Abb. 4C), und die Reaktion von Aldehyden und Ketonen mit primären Aminen (in Gegenwart von Ameisensäure HCOOH) führt zu sekundären Aminen (Abb . 4D).

Nitroverbindungen (die die NO 2 -Gruppe enthalten) bilden bei der Reduktion primäre Amine. Diese von N.N. Zinin vorgeschlagene Methode wird für aliphatische Verbindungen kaum verwendet, ist aber für die Herstellung aromatischer Amine wichtig und bildete die Grundlage industrielle Produktion Anilin (Abb. 4D).

Amine werden selten als Einzelverbindungen verwendet; im Alltag wird beispielsweise Polyethylenpolyamin [-C 2 H 4 NH-] verwendet. N(Handelsname PEPA) als Härter für Epoxidharze. Amine werden hauptsächlich als Zwischenprodukte bei der Herstellung verschiedener organischer Stoffe verwendet. Die führende Rolle kommt dem Anilin zu, auf dessen Basis eine breite Palette von Anilinfarbstoffen hergestellt wird, und die „Farbspezialisierung“ wird bereits auf der Stufe der Anilingewinnung selbst etabliert. Hochreines Anilin ohne Homologe wird in der Industrie „Anilin für Blau“ (gemeint ist die Farbe des zukünftigen Farbstoffs) genannt. „Anilin für Rot“ muss zusätzlich zu Anilin eine Mischung enthalten ortho- Und Paar-Toluidin (CH 3 C 6 H 4 NH 2).

Aliphatische Diamine sind Ausgangsverbindungen für die Herstellung von Polyamiden, beispielsweise Nylon (Abb. 2), das häufig zur Herstellung von Fasern, Polymerfolien sowie Komponenten und Teilen im Maschinenbau (Polyamid-Zahnräder) verwendet wird.

Aus aliphatischen Diisocyanaten (Abb. 2) werden Polyurethane gewonnen, die über einen Komplex technisch wichtiger Eigenschaften verfügen: hohe Festigkeit bei gleichzeitiger Elastizität und sehr hoher Abriebfestigkeit (Polyurethan-Schuhsohlen) sowie gute Haftung auf verschiedensten Materialien (Polyurethan). Klebstoffe). Sie werden auch häufig in geschäumter Form (Polyurethanschäume) eingesetzt.

Entzündungshemmende Medikamente werden auf Basis von Sulfanilsäure synthetisiert (Abb. 3). Medikamente Sulfonamide.

Diazoniumsalze (Abb. 2) werden in lichtempfindlichen Materialien zum Fotokopieren verwendet, was es ermöglicht, ein Bild zu erhalten, das die herkömmliche Silberhalogenidfotografie umgeht ( cm. SCHWARZKOPIEREN).

Michail Levitsky